4. Выбор основных параметров аэрофотосъемки

Выбор параметров аэрофотосъемки определяется прежде всего видом ко­нечной планово-картографической продукции (контурный или топографический план) соответствующего масштаба, а также при­меняемой технологией ее создания.

Поскольку в цифровых технологиях фотограмметрической об­работки снимков основным результатом является вычисление гео­дезических координат точек местности, то выбор параметров должен основываться на обеспечении требуемой точности их по­лучения. Необходимая точность обусловлена типом задач, кото­рые будут решать с помощью создаваемых планово-картографи­ческих материалов. Меньшая точность не позволит качественно решать поставленную задачу, избыточная ведет к увеличению ма­териальных, трудовых и временных затрат.

В зависимости от выбранной технологии планово-картографи­ческую продукцию можно изготовить на основе фотограмметри­ческой обработки одиночного снимка либо стереопары.

Рассмотрим подробнее подход к выбору параметров для каждого из этих двух способов.

Конечной продукцией при фотограмметрической об­работке одиночного снимка могут быть цифровая модель ситуации и ее производные (контурный план, фотоплан и т. п.). цифровая модель ситуации не сдержит информации о рельефе, поэтому при ее создании предъявляются требования к точности плановых координат точек местности.

Использование современных типов аэрофотопленок с высокой разрешающей способностью и высококачественных объективов позволяет применять большие коэффициенты увеличения

,

где т — знаменатель масштаба съемки;

М— знаменатель масштаба создаваемого плана.

Большие коэффициенты увеличения дают возможность выпол­нять аэрофотосъемку в масштабе мельче, чем создаваемые планы и карты. Экономически это выгодно: меньшее число полученных снимков, покрывающих территорию, соответственно сокращают­ся затраты на производство летно-съемочных работ, расходы на фотоматериалы, химикаты, привязку снимков и фотограмметри­ческую обработку снимков. Коэффициент увеличения может со­ставлять 4... 5 крат и более.

Таким образом, исходя из знаменателя масштаба создаваемого плана и задаваясь возможным коэффициентом увеличения, рас­считывают знаменатель масштаба аэрофотосъемки по формуле:

.

Далее выбирают фокусное расстояние аэрофотоаппарата и вычисляют высоту фотографирования, используя известное соотношение:

.

Как видно из формулы, существует множество пар значений f и Н, удовлетворяющих рассчитанному значению т. Выбирают такую пару значений, которая обеспечит получение требуемой точности определения плановых координат _пл.

Для этого сначала рассчитывают значение фокусного расстоя­ния по формуле:

,

где h —перепад высот точек местности в пределах рабочей площади снимка;

r — расстояние от главной точки снимка до угла рабочей площади (при продольном перекрытии P_х = 60%, поперечном перекрытии P_y = 40% и формате снимка 180 х 180 мм r = 70 мм);

_пл — требуемая точность получения плановых координат в масштабе создаваемого плана (_пл = 0,4 мм);

М— знаменатель масштаба создаваемого плана.

Значение фокусного расстояния аэрофотоаппарата выбирают из таблицы (приложение И), как ближайшее к f_расч.

При стереофотограмметрической обработ­ке получают планово-высотные координаты точек местности. Ре­шение разных задач с использованием получаемого планово-кар­тографического материала требует различной его точности.

Так, при составлении проекта противоэрозионной организа­ции территории используют планы в масштабе 1:10 000 с сечением рельефа 5 м (в хозяйствах со сложным рельефом с сечением 1 м или 2,5 м), проект размещения оросительной сети составляют в том же масштабе 1:10000 с сечением рельефа 0,5... 1,0 м. В том и другом случае требуемая точность получения плановых координат будет одинаковой, точность получения высот — различной. Сле­довательно, разными должны быть и параметры съемки, обеспе­чивающие эту точность.

При выборе параметров аэрофотосъемки прежде всего вычисляют максимально допустимую высоту фотографирования:

,

где р — среднее значение продольных параллаксов точек стереопары, приближен­но равное базису фотографирования в масштабе снимка. При продольном пере­крытии P_x = 60% и формате снимков 180х 180мм р=70мм;

_h — допустимая ошибка определения высотных координат точек местности, зависящая от высоты сечения рельефа h (_h = 1/З h...1/5 h);

_Δh —ошибка определения разности продоль­ных параллаксов точек стереопары. В цифровых технологиях ее значение прини­мают равной 0,010...0,015 мм.

Таким образом, для аэрофотосъемки с продольным перекрыти­ем 60 % и при формате снимков 180 х 180 мм максимальная высота фотографирования H_max = 7000_h ...5000_h .

Далее рассчитывают знаменатель масштаба съемки по формуле

,

где _пл — допустимая погрешность точки на плане (_пл = 0,4 мм);

_сн — погрешность отождеств­ления и измерения координат точки на снимке (_сн = 0,03 мм).

Выбрав H_max и m, можно вычислить фокусное расстояние аэрофотоаппарата по формуле

.

Стандартное фокусное расстояние аэрофотоаппарата выбирают ближайшим меньшим к расчетному. Затем вычисляют окончательное значение масштаба фотографирования. После выбора фокусного расстояния аэрофотоаппарата и знаменателя масштаба съемки необходимо:

1. Определить среднюю отметку на участке съемки:

где А_max и А_min – соответственно максимальная и минимальная отметки точек на участке (снимаются с топографической карты).

2. Вычислить максимальное превышение над средней плоскостью по формуле:

3. Вычислить среднюю Н_ср и абсолютную Н_абс высоту фотографирования по формулам:

где f - фокусное расстояние аэрофотоаппарата;

m – знаменатель масштаба снимка.

Абсолютную высоту фотографирования используют как один из факторов, определяющих выбор типа самолета, — предельная высота полета самолета (потолок) должна быть не менее абсолют­ной высоты фотографирования Н_абс (приложение И).

4. Определить взаимное перекрытие аэрофотоснимков по формулам:

5. Сравнить полученные значения продольного и поперечного перекрытий с допустимыми значениями, приведенными в приложении З.

6. Определить рабочую (полезную) площадь снимка, ограниченную средними линиями перекрытий по формулам:

где l_x, l_y –размеры сторон аэрофотоснимка в мм ;

b_x- продольный размер рабочей площади в мм ;

b_y-поперечный размер рабочей площади снимка в мм.

7. Определить размеры рабочей площади снимка на местности по формулам:

, ,

где В_х- сторона рабочей площади аэрофотоснимка на местности (базис воздушного фотографирования), параллельная направлению съемочных маршрутов и выраженная в м;

B_y- сторона рабочей площади аэрофотоснимка на местности (расстояние между съемочными маршрутами), выраженная в м.

7. Рассчитать число аэрофотоснимков в маршруте (n_с) по формуле:

8. Рассчитать число аэрофотосъемочных маршрутов для производства аэрофотосъемки всей площади (N) по формуле:

Для данных формул L_x и L_y –размеры рамок трапеции, выраженные в км.

9. Определить общее число аэрофотоснимков на участке съемки (K) по формуле:

.

10. Рассчитать максимальную выдержку (экспозицию), при которой практически не будет смаза изображения, вызываемого фотографированием местности с летящего самолета. Минимальный линейный смаз (с) фото­изображения не должен превышать 0,02 мм. Максимальная экспозиция (Э), при которой производится аэрофотосъемка определяется по формуле:

11. Вычислить интервал между экспозициями (t):

После вычислений параметров производят выбор спектральной зоны съемки. Сущность технологии выбора спектральной зоны съемки подробно описана в [1].

На конечном этапе выбора производят оценку стоимости съемки с использованием исходных данных, приведенных в приложении И.